Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.
Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2024-33718
Description de l'unité
Le stage se déroulera au centre CEA de Saclay au sein du LMSF (Laboratoire de Modélisation et de Simulations en mécanique des Fluides).
Description du poste
Domaine
Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Migration latérale d'une bulle par Simulation Numérique Directe H/F
Sujet de stage
Aujourd'hui, aucun code industriel moyenné n'est capable de prédire de manière satisfaisante le comportement de la force de portance (force latérale induite lorsqu'une bulle entre en contact avec un écoulement cisaillé). Historiquement, la force de portance a beaucoup été étudiée pour les écoulements ascendants. Pour les écoulements horizontaux, il n'existe que peu de travaux, et les quelques résultats à disposition mettent en évidence des lacunes importantes dans la modélisation couramment admise. Pour comprendre les mécanismes à l'œuvre dans de tels écoulements, le stagiaire aura pour but de réaliser des ``expériences numériques'' par Simulation Numérique Directe (SND). Ces simulations de bulles soumises à différentes orientations d'écoulements permettront, à terme, de trouver un formalisme plus générique pour la force de portance. Le stagiaire utilisera pour cela le code TrioCFD (https://triocfd.cea.fr/), développé au CEA.
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
Pour le Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), la compréhension de la dynamique des écoulements à bulles est indispensable à la construction d'un « réacteur numérique » qui pourrait permettre, à terme, d’optimiser les marges de sûreté des installations nucléaires. En effet, la distribution spatiale des bulles a un rôle dominant sur la thermique des écoulements diphasiques, allant jusqu'à modifier le flux de chaleur en paroi, lui-même relié aux problématiques de sûreté nucléaire. L'étude des phénomènes de migration transverse est donc un enjeu scientifique d'intérêt doublé d'un enjeu industriel de sûreté.
Aujourd'hui, aucun code industriel moyenné n’est capable de prédire de manière satisfaisante le comportement de la force de portance (force latérale induite lorsqu’une bulle entre en contact avec un écoulement cisaillé). Historiquement, la force de portance a beaucoup été étudiée pour les écoulements ascendants [tomiyama2002, Legendre1998a, hayashi2020, hayashi2021]. Pour les écoulements horizontaux, il n’existe que peu de travaux, et les quelques résultats à disposition mettent en évidence des lacunes importantes dans la modélisation couramment admise. Pour comprendre les mécanismes à l’œuvre dans de tels écoulements, le stagiaire aura pour but de réaliser des ``expériences numériques'' par Simulation Numérique Directe (SND). Ces simulations de bulles soumises à différentes orientations d’écoulements permettront, à terme, de trouver un formalisme plus générique pour la force de portance.
Le stagiaire utilisera pour cela le code TrioCFD (https://triocfd.cea.fr/), développé au CEA. Il utilisera des clusters informatiques pour réaliser ses simulations de bulles en écoulement cisaillé turbulent, et développera des outils de post-traitement afin d'étudier et modéliser les données issues des simulations.
Des thèses seront disponibles après le stage dans le laboratoire sur d'autres sujets.
A. Du Cluzeau, G. Bois, A. Toutant & J. M. Martinez 2020 On bubble forces in turbulent channel flows from direct numerical simulations. Journal of Fluid Mechanics 882, A27.
K. Hayashi, H. Hessenkemper, D. Lucas, D. Legendre & A. Tomiyama 2021 Scaling of lift reversal of deformed bubbles in air-water systems. International Journal of Multiphase Flow 142, 103653.
K. Hayashi, D. Legendre & A. Tomiyama 2020 Lift coefficients of clean ellipsoidal bubbles in linear shear flows. International Journal of Multiphase Flow 129, 103350.
D. Legendre & J. Magnaudet 1998 The lift force on a spherical bubble in a viscous linear shear flow. Journal of Fluid Mechanics 368, 81.
A. Tomiyama, H. Tamai, I. Zun & S. Hosokawa 2002 Transverse migration of single bubbles in simple shear flows. Chemical Engineering Science 57 (11), 1849.
Moyens / Méthodes / Logiciels
code open-source TRUST/TrioCFD (https://triocfd.cea.fr/)
Profil du candidat
- Etudiant(e) en école d'ingénieur (ou master 2).
- Formation en mécanique des fluides.
- Maîtrise de l’environnement LINUX.
- Intéressé par la programmation : C++, Python, LaTeX.
- Qualité rédactionnelle.
Localisation du poste
Site
Saclay
Localisation du poste
France, Ile-de-France, Essonne (91)
Ville
Gif-sur-Yvette
Critères candidat
Langues
Français (Courant)
Diplôme préparé
Bac+5 - Master 2
Formation recommandée
Master 2 / école d'ingénieur
Possibilité de poursuite en thèse
Non
Demandeur
Disponibilité du poste
01/03/2025